FR2900646A1 - Dispositif de distribution de produit fluide et procede de fabrication d'un organe mobile de clapet - Google Patents

Abstract

Dispositif de distribution de produit fluide (1) destiné à être associé à un réservoir de produit fluide (3), le dispositif comprenant au moins un clapet (12, 2) apte à réguler le passage de produit fluide à travers le dispositif, le clapet comprenant un siège (12) et un organe mobile (2) définissant une zone de contact apte à venir en appui étanche sur le siège (12), le dispositif comprenant des moyens de contrainte élastique (23) sollicitant l'organe mobile vers son siège (12), caractérisé en ce que ces moyens de contrainte (23) sont formés de manière monobloc par l'organe mobile.

Description

La présente invention concerne un dispositif de distribution de produit

fluide destiné à être associé à un réservoir de produit fluide, ce dispositif comprenant au moins un clapet apte à réguler le passage de produit fluide à travers le dispositif. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un organe mobile de clapet insérable dans un dispositif de distribution de produit fluide. Un tel dispositif et un tel procédé peuvent être mis en oeuvre dans de nombreux domaines, comme par exemple ceux de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie. On connaît déjà depuis fort longtemps divers dispositifs de distribution de produit fluide utilisant un ou plusieurs clapet(s). On peut notamment citer les pompes et les valves. Généralement, ce type de dispositif de distribution comprend un ou deux clapet(s) prévu(s) respectivement à l'entrée et/ou à la sortie d'une chambre interne de distribution. Les clapets comprennent en général un siège et un organe mobile définissant une zone de contact apte à venir en appui étanche sélectif sur le siège, pour ainsi réguler le passage de produit fluide à l'entrée et/ou à la sortie de la chambre de distribution. Ceci est valable pour les pompes et les valves, mais s'applique également à d'autres dispositifs de distribution mettant en oeuvre un ou plusieurs clapet(s) régulant le passage de produit fluide.

Dans l'art antérieur, il est également connu de solliciter l'organe mobile sur son siège à l'aide de moyens de contrainte élastique, qui peuvent présenter les formes les plus variées. Ces moyens de contrainte peuvent par exemple être un ressort métallique qui appuie l'organe mobile sur son siège. Ces moyens de contrainte élastique peuvent également être réalisés en matière plastique et rapportés sur l'organe mobile pour le solliciter vers son siège. L'avantage que procure ces moyens de contrainte élastique est que le clapet se referme plus vite, c'est-à-dire que l'organe mobile revient plus vite sur son siège. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le produit fluide présente une haute viscosité, qui a tendance à porter l'organe mobile. D'autre part, on peut se servir de ces moyens de contrainte élastique pour solliciter l'organe mobile sur son siège même lorsque le clapet est au repos.

La présente invention a pour but d'améliorer les clapets contraints de l'art antérieur en définissant un clapet plus facile à réaliser et plus facile à monter tout en garantissant une bonne qualité de fonctionnement et d'étanchéité du clapet. Pour ce faire, la présente invention propose un dispositif de distribution de produit fluide destiné à être associé à un réservoir de produit fluide, le dispositif comprenant au moins un clapet apte à réguler le passage de produit fluide à travers le dispositif, le clapet comprenant un siège et un organe mobile définissant une zone de contact apte à venir en appui étanche sur le siège, le dispositif comprenant des moyens de contrainte élastique sollicitant l'organe mobile vers son siège, caractérisé en ce que ces moyens de contrainte sont formés de manière monobloc par l'organe mobile. L'organe mobile est ainsi auto-contraint dès sa mise en place sur son siège. Il n'y a pas besoin de pièce ou d'élément supplémentaire à rapporter sur l'organe mobile ou sur le siège pour assurer cette fonction de contrainte élastique.

Avantageusement, les moyens de contrainte prennent appui sur une surface de butée solidaire du siège. Avantageusement, le siège est situé entre la zone de contact et la surface de butée. De préférence, le siège et la surface de butée sont situés entre la zone de contact et les moyens de contrainte. L'organe mobile est ainsi prisonnier du siège et de la surface de butée qui limite son déplacement dans un sens et dans l'autre. Lorsque l'organe mobile s'éloigne de son siège, les moyens de contrainte appuient plus fortement sur la surface de butée ce qui a tendance à ramener l'organe mobile sur son siège. Selon une forme de réalisation pratique, les moyens de contrainte comprennent des pattes élastiques ayant des extrémités libres en prise avec la surface de butée. Avantageusement, les pattes sont séparées par des fentes définissant des passages pour le produit fluide. La fonction de contrainte élastique est ainsi assurée par la déformation élastique des pattes dont les extrémités libres prennent appui sous le siège contre la surface de butée. Selon une autre caractéristique intéressante, les moyens de contrainte sont précontraints contre la surface de butée, lorsque l'organe mobile repose sur son siège. Cette précontrainte assure une parfaite étanchéité du clapet même lorsqu'il est au repos. Ceci peut être réalisé avec des pattes élastiques dont les extrémités libres appuient légèrement contre la surface de butée même lorsque le clapet est fermé. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de distribution comprend un corps formant un conduit d'entrée destiné à communiquer avec le réservoir, le conduit ayant une entrée et une sortie de produit fluide, le siège étant formé à la sortie du conduit d'entrée, ce conduit formant également un épaulement interne orienté vers l'entrée du conduit, cet épaulement formant ladite surface de butée, le siège et l'épaulement étant orientés de manière divergente. Dans cette forme de réalisation, l'organe mobile est prisonnier du conduit d'entrée et ne peut se déplacer que de manière très limitée à l'encontre des moyens de contrainte élastique qui le ramènent toujours en contact étanche sur son siège. Selon une forme de réalisation pratique, l'organe mobile comprend une tige de clapet à partir de laquelle une corolle tronconique s'étend vers l'extérieur, cette corolle formant une zone de contact, les moyens de contrainte s'étendant également vers l'extérieur à partir de la tige de clapet. Avantageusement, les moyens de contrainte sont rabattus vers la tige par appui sur le siège lors de la mise en place de l'organe mobile sur son siège. Lorsque ces moyens de contrainte sont sous la forme de pattes élastiques, celles-ci peuvent s'étendre parfaitement radialement vers l'extérieur à la sortie du moule et être rabattus vers la tige lors de la mise en place de l'organe mobile sur son siège. En enfonçant à fond l'organe mobile sur son siège, les extrémités libres de pattes élastiques viennent se loger sous l'épaulement du conduit d'entrée formant la surface de butée. A partir de ce moment, l'organe mobile est prisonnier de son siège. La présente invention définit également un procédé de fabrication d'un organe mobile de clapet comprenant une zone de contact destinée à venir en contact étanche avec un siège de clapet et des moyens de contrainte élastique pour solliciter la zone de contact vers son siège, le procédé comprenant de mouler l'organe mobile de manière monobloc avec les moyens de contrainte élastique s'étendant dans une configuration de sortie de moule, puis de déformer les moyens de contrainte élastique dans une configuration de montage. Avantageusement, les moyens de contrainte sont déformés contre le siège pour atteindre leur configuration de montage. La configuration de sortie de moule peut être sensiblement ou parfaitement radiale et la configuration de montage définit une composante axiale supérieure à celle de la configuration de sortie de moule. L'organe mobile de la présente invention intègre ainsi des moyens de contrainte élastique qui n'ont pas besoin d'un quelconque élément supplémentaire autre que le siège de clapet pour devenir opérationnels.

L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur les figures : la figure 1 est une vue partiellement en section transversale verticale à travers un dispositif de distribution selon l'invention monté dans un distributeur de produit fluide, les figures 2 et 3 sont des vues en perspective fortement agrandies de l'organe mobile de la figure 1, les figures 4a, 4b et 4c sont des vues en section transversale verticale illustrant l'opération de montage d'un organe mobile selon l'invention sur un siège de clapet, la figure 5 est une vue similaire à la figure 4b illustrant une variante de réalisation, et la figure 6 est une vue similaire à la figure 4a montrant une autre variante de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue de la partie supérieure d'un distributeur de produit fluide comprenant un dispositif de distribution 1 monté sur un col 31 d'un réservoir 3 à l'aide d'une bague de fixation 4. Plus précisément, le dispositif de distribution 1 comprend un corps 10 définissant un conduit d'entrée 11 auquel peut être raccordé un tube plongeur 14. Le corps 10 définit également une collerette saillante 15 qui est en prise dans un logement de réception 41 formé par la bague de fixation 4. Cette bague comprend d'autre part un jupe 42 qui est filetée intérieurement et qui est en prise filetée sur le col 31, qui est fileté extérieurement. Le dispositif de distribution 1 comprend également une tige d'actionnement 16 qui est déplaçable axialement en va-et-vient à l'extrémité supérieure du corps 10. Cette tige d'actionnement 16 est associée à un piston (non représenté) qui coulisse à l'intérieur du corps 10. La tige d'actionnement 16 est pourvue d'un poussoir 17 définissant avantageusement un orifice de distribution 18. Par appui sur le poussoir 17, l'utilisateur déplace la tige d'actionnement 16 ce qui a pour effet de distribuer du produit fluide à travers l'orifice de distribution 18. Il s'agit là d'une conception tout à fait classique pour un distributeur de produit fluide dans le domaine de la cosmétique, où des produits fluides de haute viscosité sont distribués. Le dispositif de distribution 1 peut être une pompe ou une valve. Sur la figure 1, il s'agit plutôt d'une pompe cosmétique.

Toujours en référence à la figure 1, on voit que le corps 10 définit un siège de clapet d'entrée 12 qui est défini à la sortie 112 du conduit d'entrée 11. L'entrée 111 du conduit d'entrée 11 est raccordée au tube plongeur 14. Le siège 12 est ici de forme tronconique en étant orienté en éloignement du conduit 11, c'est-à-dire vers l'intérieur du corps 10. En dessous du siège 12, on pénètre à l'intérieur du conduit d'entrée 11 qui forme un épaulement interne 13 orienté vers l'entrée 111 du conduit 11. En regardant la figure 1, on peut également dire que le siège tronconique 12 est plutôt orienté vers le haut alors que l'épaulement 13 est orienté vers le bas. En d'autres termes, le siège 12 et l'épaulement 13 sont orientés de manière divergente ou opposée. Il faut également noter que la formation de l'épaulement 13 est très simple à réaliser par moulage à partir de l'entrée 111 du conduit. Le siège tronconique 12 est également simple à réaliser. On peut également réaliser le siège 12 avec une forme géométrique autre que tronconique, par exemple parfaitement plane. Le dispositif de distribution comprend également un organe mobile 2 de clapet d'entrée qui est destiné à coopérer avec le siège 12 pour réguler de manière sélective le passage de produit fluide depuis le conduit d'entrée 11 vers l'intérieur du corps 10. Cet organe mobile 2 comprend une tige axiale centrale 21 qui s'étend dans le même axe que le conduit 11 et le corps 10. A partir de cette tige centrale 21, une corolle 22 s'étend vers l'extérieur de manière tronconique. On peut dire que cette corolle 22 s'étend à partir de la tige 21 vers l'extérieur et vers le haut avec une direction et une inclinaison en correspondance avec celles du siège tronconique 12. En effet, cette corolle 22 définit une zone de contact externe tronconique 221 destinée à venir en contact étanche avec le siège 12, comme représenté sur les figures 1 et 4b. La corolle 22 est séparée de la tige 21 par un espace intermédiaire annulaire 24 qui permet ainsi à la corolle 22 d'être io déformée radialement vers l'intérieur, comme on le verra ci-après. L'organe mobile définit également des moyens de contrainte élastique qui se présentent ici sous la forme de pattes ou de lames souples ou élastiques 23 qui s'étendent vers l'extérieur à partir de la tige centrale 21. Sur les figures 1 et 4b, on voit que les pattes 23 s'étendent à partir de la tige 21 vers l'extérieur et vers le haut. Les 15 pattes élastiques 23 définissent des extrémités libres 231 engagées sous l'épaulement 13 qui forme ainsi une surface de butée annulaire. La position représentée sur les figures 1 et 4b est la position de montage de l'organe mobile au repos, c'est-à-dire lorsque le distributeur n'est pas actionné. On peut voir que la corolle 22 est en contact étanche sur le siège 12 et 20 que les extrémités libres 231 des pattes 23 sont en appui contre l'épaulement 13. De ce fait, la corolle 22 est appuyée sur son siège 12 du fait de la caractéristique élastique des pattes 23 qui sont légèrement précontraintes en position de repos. Ce n'est donc pas la seule gravité de l'organe mobile qui le fait reposer sur son siège. 25 En se référant toujours aux figure 1 et 4b, on peut remarquer que la partie inférieure de l'organe mobile 2 est engagée à l'intérieur du conduit d'entrée 11, avec sa partie supérieure faisant saillie à l'intérieur du corps 10, c'est-à-dire au-delà du siège 12. L'organe mobile réduit ainsi la section utile de passage du conduit d'entrée 11 qui est alors uniquement définie par les fentes 232 définies 30 entre chaque patte 231.

On se réfèrera maintenant aux figures 2 et 3 qui représentent de manière agrandie l'organe mobile 2 de la figure 1 en sortie de moule. Cela signifie que l'organe mobile n'est alors soumis à aucune contrainte : les pattes 23 s'étendent radialement à partir de la tige centrale 21 dans une configuration sensiblement plane. Ceci est encore plus visible sur la figure 4a. On peut réaliser les pattes 23 avec une légère courbure vers le bas au niveau de leurs extrémités libres 231, comme on peut le voir sur les figures. Cette courbure permet un meilleur accrochage des extrémités libres 231 sous l'épaulement 13. On peut également remarquer sur les figures 2 et 3 que les pattes 23 sont séparées par des fentes 232 qui vont définir la section de passage utile du conduit d'entrée 11 une fois l'organe mobile en place sur son siège, comme représenté sur les figures 1, 4b et 4c. Sur la figure 2, on voit clairement l'espace annulaire intermédiaire 24 qui sépare la corolle 22 de la tige centrale 21. On se réfèrera maintenant aux figures 4a, 4b et 4c pour expliquer de quelle manière l'organe mobile des figures 2 et 3 est mis en place dans un corps de pompe ou de valve formant un siège 12. L'organe mobile 2, dans sa configuration de sortie de moule des figures 2 et 3, est inséré dans le corps 10 par son extrémité supérieure opposée au conduit d'entrée 11. L'organe mobile 2 vient alors reposer avec ses pattes 23 sur le bord supérieur du siège tronconique 12. L'organe mobile 2 n'est encore soumis à aucune contrainte. A partir de cette position représentée sur la figure 4a, on commence à exercer une force de poussée axiale sur l'organe mobile 2 dans le sens de la flèche F représentée sur la figure 4b. Du fait de leur faible épaisseur de paroi, les pattes 23 présentent une bonne souplesse ce qui leur permet de se déformer élastiquement par appui sur le siège 12. Les pattes 23 vont ainsi se rabattre vers la tige centrale 21 à mesure que l'organe mobile 2 est enfoncé dans le siège 12 et le conduit 11. Les pattes 23 vont ainsi poursuivre leur rabattement à l'intérieur du conduit 11 jusqu'à ce que leurs extrémités libres 231 viennent se loger sous l'épaulement 13. Pour atteindre cette position représentée sur la figure 4b, il faut exercer une poussée relativement importante sur l'organe mobile 2, puisqu'il est souhaitable que les pattes 23 soient légèrement précontraintes lorsque la corolle 22 est en appui étanche sur le siège 12. Il faut donc faire pénétrer l'organe mobile 2 dans le conduit 11 en déformant légèrement la corolle 22 sur le siège 12. Ceci est possible du fait que l'épaisseur de paroi de la corolle 22 est faible et que la corolle est séparée de la tige centrale 21 par l'espace intermédiaire annulaire 24. La déformation de la corolle 22, en raison de sa configuration tronconique permet de déplacer la tige 21 à l'intérieur du conduit 11 sur une petite distance cependant suffisante pour permettre aux extrémités libres 231 des pattes 23 de venir s'encliqueter sous l'épaulement 13. L'encliquetage des extrémités de pattes 231 est automatique du fait que les pattes ont tendance à s'écarter de la tige 21, en raison de leur configuration d'origine radiale. Ensuite, il suffit de relâcher la pression forte exercée sur l'organe mobile pour laisser la corolle 22 se détendre. Ceci a pour effet de déformer légèrement les pattes 23 qui restent ainsi sous précontrainte. La corolle 22 est alors légèrement appuyée sur son siège même en position de repos. Ceci est possible du fait que la corolle 22 est plus rigide que les pattes 23.

En fonctionnement comme représenté sur la figure 4c, la corolle 22 peut se décoller de son siège 12, ce qui a pour effet de déformer davantage les pattes souples 23 qui viennent en appui plus fort contre l'épaulement 13. Le passage est ainsi ouvert entre l'entrée du conduit 11 et l'intérieur du corps 10. Le produit fluide s'écoule par les fentes 232 définies entre les pattes 23 et autour de la corolle 22. Une telle configuration de clapet ouvert se produit lorsque le différentiel de pression de part et d'autre du clapet est suffisant pour déformer les pattes souples 23. Dès que ce différentiel de pression n'est plus suffisant, les pattes 23 vont revenir vers leur condition de montage de repos représentée sur la figure 4b en ramenant la corolle 22 en contact étanche sur son siège 12.

Le clapet selon l'invention a pour particularité de ne nécessiter aucune pièce supplémentaire pour assurer la fonction de contrainte élastique de l'organe mobile sur son siège. L'organe mobile ne coopère qu'avec le siège et le conduit d'entrée 11. On peut remarquer que le siège 12 et l'épaulement 13 sont situés axialement entre la corolle 22 et les pattes 23.

L'organe mobile 2 peut être réalisé de manière monobloc par injection/moulage de matière plastique : la souplesse des pattes et de la corolle provenant de l'épaisseur de paroi réduite. Un tel clapet peut être utilisé en tant que clapet d'entrée ou clapet de sortie d'un dispositif de distribution quelconque, comme par exemple une pompe ou une valve. Sur les figures 4b et 4c, on peut remarquer que les pattes 23 sont déformées ou se déforment vers l'extérieur en augmentant leur convexité. On peut également imaginer, comme en référence à la figure 5, que les pattes 23 se déforment vers l'intérieur en augmentant leur concavité. Les deux configurations sont totalement équivalentes. La figure 6 représente une variante de réalisation pour l'organe mobile 2. Ici, la corolle 22' définit une zone de contact arrondie 221, de sorte que le contact avec le siège tronconique 12 se fait sur une ligne annulaire, et non plus sur une surface tronconique. D'autre part, la corolle 22' ne s'étend pas à partir de la tige centrale 21 en définissant un espace intermédiaire annulaire 24. Au contraire, c'est la tige centrale 21 qui forme un espace central 24' autour duquel est formée la corolle 22'. La corolle peut ainsi également se déformer radialement vers l'intérieur lorsqu'elle est appuyée fortement sur son siège 12 pour permettre aux extrémités 231 des pattes souples de s'encliqueter sous l'épaulement 13. Ainsi, l'espace intermédiaire annulaire 24 et l'espace central 24' ont une fonction identique qui est de permettre la déformation radiale vers l'intérieur de la corolle dans un espace interne, lorsqu'elle est appuyée sur son siège. Sur les figures, le siège et la zone de contact sont de forme tronconique.

On peut toutefois envisager d'autres formes, par exemple plane. On peut aussi prévoir que la forme du siège soit différente de celle de la zone de contact. Les moyens de contrainte élastique ont été réalisés sous la forme de pattes ou de lames. En variante, les moyens élastiques peuvent se présenter sous la forme d'une corolle déformable. D'autre part, les moyens élastiques décrits sont situés axialement sur le siège à l'intérieur du conduit d'entrée. On peut 2900646 io cependant prévoir que les moyens élastiques sont situés axialement au-dessus du siège, par exemple à l'intérieur du corps de pompe. Ce clapet est particulièrement bien approprié pour la distribution de produits fluides de haute viscosité avec lesquels l'organe mobile rencontre 5 souvent des difficultés à revenir en appui étanche sur son siège de clapet. Ceci est d'autant plus marquant que l'organe mobile est réalisé en un matériau léger, comme par exemple de la matière plastique. Grâce aux moyens de contrainte élastique selon l'invention, l'organe mobile revient immédiatement sur son siège.

Claims (14)

Revendications

1.- Dispositif de distribution de produit fluide (1) destiné à être associé à un réservoir de produit fluide (3), le dispositif comprenant au moins un clapet (12,

2) apte à réguler le passage de produit fluide à travers le dispositif, le clapet comprenant un siège (12) et un organe mobile (2) définissant une zone de contact (221) apte à venir en appui étanche sur le siège (12), le dispositif comprenant des moyens de contrainte élastique (23) sollicitant l'organe mobile vers son siège (12), caractérisé en ce que ces moyens de contrainte (23) sont formés de manière monobloc par l'organe mobile. i0 2.- Dispositif de distribution de produit fluide selon la revendication 1, dans lequel les moyens de contrainte (23) prennent appui sur une surface de butée (13) solidaire du siège (12). 15

3.- Dispositif de distribution de produit fluide selon la revendication 2, dans lequel le siège (12) est situé entre la zone de contact (221) et la surface de butée (13).

4.- Dispositif de distribution de produit fluide selon la revendication 20 3, dans lequel le siège (12) et la surface de butée (13) sont situés entre la zone de contact (221) et les moyens de contrainte (23).

5.- Dispositif de distribution de produit fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de contrainte 25 comprennent des pattes élastiques (23) ayant des extrémités libres (231) en prise avec la surface de butée (13).

6.- Dispositif de distribution de produit fluide selon la revendication 5, dans lequel les pattes (23) sont séparées par des fentes (232) définissant 30 des passages pour le produit fluide. Il

7.- Dispositif de distribution de produit fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de contrainte (23) sont précontraints contre la surface de butée (13), lorsque l'organe mobile (2) repose sur son siège (12).

8.- Dispositif de distribution de produit fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un corps (10) formant un conduit d'entrée (11) destiné à communiquer avec le réservoir (3), le conduit ayant une entrée (111) et une sortie de produit fluide (112), le siège (12) étant formé à la sortie (112) du conduit d'entrée (11), ce conduit formant également un épaulement interne orienté vers l'entrée (111) du conduit, cet épaulement formant ladite surface de butée (13), le siège (12) et l'épaulement étant orientés de manière divergente.

9.- Dispositif de distribution de produit fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe mobile (2) comprend une tige de clapet (21) à partir de laquelle une corolle (22 ; 22') s'étend vers l'extérieur, cette corolle formant la zone de contact (221), les moyens de contrainte (23) s'étendant également vers l'extérieur à partir de la tige de clapet (21).

10.- Dispositif de distribution de produit fluide selon la revendication 9, dans lequel la corolle (22 ; 22') est déformable radialement vers l'intérieur dans un espace interne (24 ; 24') par appui sur son siège.

11.- Dispositif de distribution de produit fluide selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les moyens de contrainte (23) sont rabattus vers la tige (21) par appui sur le siège (12) lors de la mise en place de l'organe mobile (2) sur son siège (12).

12.- Procédé de fabrication d'un organe mobile de clapet (2) comprenant une zone de contact (221) destinée à venir en contact étanche avec un siège de clapet (12) et des moyens de contrainte élastique (23) pour solliciter la zone de contact (221) vers son siège (12), le procédé comprenant de mouler l'organe mobile (2) de manière monobloc avec les moyens de contrainte élastique (23) s'étendant dans une configuration de sortie de moule, puis de déformer les moyens de contrainte élastique (23) dans une configuration de montage. l0

13.- Procédé de fabrication selon la revendication 12, dans lequel les moyens de contrainte (23) sont déformés contre le siège (12) pour atteindre leur configuration de montage.

14.- Procédé de fabrication selon la revendication 12 ou 13, dans 15 lequel la zone de contact (221) est déformée radialement vers l'intérieur sur son siège pour permettre aux moyens de contrainte d'atteindre leur position finale de montage.